Sistemas de Apoio à Decisão Teresa Romão tir@di.uevora.pt Departamento de Informática Universidade de Évora 2006/2007

Introdução Sistemas de Apoio à Decisão

O que é uma decisão? Sistemas de Apoio à Decisão

O que é uma decisão? Uma decisão consiste na escolha de um modo de agir, entre diversas alternativas possíveis, com a intenção de atingir um objectivo. Exemplo: O planeamento envolve muitas decisões: O que deve ser feito? Quando? Onde? Como? Por quem? Sistemas de Apoio à Decisão

Decisão - Dificuldades A dificuldade de uma decisão pode dever-se a diversos factores: Complexidade - muitos factos a ter em conta; Incerteza - muitas vezes não se conhecem bem as consequências de determinadas acções; Existência de múltiplos objectivos - o cumprimento de uns pode atrasar o de outros; Diferentes perspectivas dão origem a diferentes conclusões - pequenas diferenças nos inputs provocam grandes diferenças nos resultados; mais do que uma pessoa está envolvidas na decisão. Sistemas de Apoio à Decisão

Quem toma decisões? Um gestor pode ser toda e qualquer pessoa que gere um projecto ou um sistema e para isso necessita tomar decisões importantes. Pode tratar-se de um gestor económico, de um engenheiro ou mesmo de uma dona de casa. Sistemas de Apoio à Decisão

Tipos de problemas Estruturados - problemas rotineiros ou repetitivos para os quais existem soluções estudadas (standard). São conhecidos processos para obter uma solução óptima ou pelo menos boa para o problema. Os objectivos estão claramente definidos e, normalmente envolvem a minimização dos custos ou a maximização dos lucros. Não estruturados - problemas complexos para os quais não existe nenhuma receita para aplicar. A intuição humana serve frequentemente de base para a tomada de decisão (exemplo: planeamento de novos serviços). Semi-estruturados - possuem elementos estruturados e elementos não estruturados. A resolução destes problemas envolve a combinação entre processos de resolução standard e o julgamento humano. Sistemas de Apoio à Decisão

Tipos de problemas Problemas estruturados Rotineiros e repetitivos; Existe uma receita para a sua resolução; Os critérios de decisão estão bem definidos; O número de alternativas possíveis é relativamente pequeno e as consequências de cada uma são fáceis de avaliar. Problemas não-estruturados Novos e infrequentes; Não se conhecem procedimentos standard para a sua resolução; Os critérios de decisão são imprecisos; As alternativas são numerosas e as consequências de cada uma são dificeis de enumerar e avaliar. Sistemas de Apoio à Decisão

Decomposição de problemas Os problemas complexos podem muitas vezes ser decompostos em subproblemas de mais fácil resolução. Assim, como problemas não-estruturados podem ser decompostos em subproblemas estruturados. Sistemas de Apoio à Decisão

Processo de decisão Sistemas de Apoio à Decisão Identificação Identificação do problema Estruturação do problema Definição dos objectivos Aquisição de dados Desenho Geração de alternativas Formulação do modelo Selecção Avaliação das alternativas Selecção da melhor alternativa Avaliação Successo Falha Solução do problema Implementação Sistemas de Apoio à Decisão

Identificação Consiste, por um lado, na identificação do problema e na definição clara do objectivo a atingir. Por outro lado, consiste na aquisição da informação relevante relacionada com o nosso problema. É muito importante não desprezar informação crítica e saber distinguir entre o que é necessário e o que temos disponível. Informação necessária Informação disponível Sistemas de Apoio à Decisão

Identificação Tempo/Custo I n f o r m a ç ã Normalmente, conseguimos uma grande quantidade de informação relevante num espaço de tempo relativamente curto e a um custo relativamente pequeno. Mas, a partir de um dado momento passamos a gastar tempo e mais recursos financeiros e a descobrir menos informação relevante. Sistemas de Apoio à Decisão

Desenho Consiste na formulação de um modelo e na geração de alternativas possíveis a partir da informação obtida. É importante usar a criatividade para gerar diversas soluções. A geração de alternativas pode ser feita automaticamente pelo modelo, mas em grande parte dos casos é feita manualmente. Possibilidades criativas Opções possíveis 3 opções 2 alternativas Selecção Sistemas de Apoio à Decisão

Desenho Antes de procurar as alternativas possíveis deve-se primeiro definir os critérios de selecção, pois isto pode reduzir a busca de alternativas Os critérios de selecção podem ser classificados em diferentes níveis de prioridade. TÊM DEVEM PODEM Sistemas de Apoio à Decisão

Selecção Para podermos seleccionar uma alternativa de entre as alternativas possíveis há que tentar prever as consequências resultantes dessa escolha. As consequências de uma determinada decisão podem tomar duas formas: aparente e latente. As consequências aparentes são as que são previsíveis e mais facilmente identificáveis. As consequências latentes são consequências indirectas e menos prováveis de ocorrerem. Correspondem, normalmente, a efeitos secundários (os sistemas computacionais podem ajudar-nos a descobrir estas consequências). Sistemas de Apoio à Decisão

Selecção Podemos classificar os ambientes de decisão em 3 categorias: Certeza - existe um completo conhecimento das consequências resultantes da selecção de cada uma das alternativas (ambiente determinístico). Risco - o decisor tem que considerar vários consequências possíveis para cada alternativa, cada uma com uma probabilidade de ocorrência, que é conhecida ou pode ser estimada. Nestas condições o decisor pode avaliar o risco associado a cada alternativa (análise de risco). Incerteza - o decisor tem que considerar várias consequências possíveis para cada alternativa, mas não sabe nem pode estimar a probabilidade de ocorrência de cada uma. É a situação mais dificil por falta de informação. Sistemas de Apoio à Decisão

Selecção Certeza Conhecimento completo Risco Incerteza Conhecimento crescente Conhecimento decrescente Sistemas de Apoio à Decisão

Selecção A fronteira entre a fase de desenho e a fase de selecção não é muito clara. Algumas actividades podem ser desenvolvidas em ambas as fases e podemos saltar entre essas duas fases. Além disso, na fase de selecção podem surgir novas alternativas. A fase de selecção envolve a comparação das alternativas de modo a encontrar a melhor solução ou pelo menos uma solução satisfatória. A fase de selecção inclui a procura, avaliação e recomendação de uma solução apropriada para o modelo. Só se essa solução for implementada com sucesso é que o problema está resolvido. Sistemas de Apoio à Decisão

Selecção No processo de selecção temos que: listar as vantagens e desvantagens de cada alternativa; examinar as consequências da escolha de cada alternativa; avaliar cada alternativa em função do objectivo a atingir; pesar os riscos em função dos ganhos esperados. Sistemas de Apoio à Decisão

Selecção Dependendo dos critérios de selecção, existem várias técnicas para a procura de soluções para o modelo. Para os modelos normativos podem usar-se técnicas analíticas ou proceder-se a uma completa e exaustiva enumeração de todas as alternativas possíveis – processo de optimização. Para os modelos descritivos pode-se proceder à comparação de um número limitado de alternativas, usando heurísticas ou aleatoriamente. Sistemas de Apoio à Decisão

Selecção Técnicas analíticas – usam fórmulas matemáticas para alcançar uma solução óptima ou prever um determinado resultado. São usadas principalmente para resolver problemas estruturados. Procura aleatória – É uma procura arbitrária que pode passar pela enumeração completa de todas as alternativas possíveis a partir da qual é descoberta a solução óptima ou pela busca parcial que prossegue até se chegar a uma solução satisfatória. Heurísticas – Muitas vezes é possível definir regras que conduzam o processo de busca e reduzam o processamento computacional envolvido no processo. Uma busca heurística é um processo definido passo-a-passo que é repetido até se encontrar uma solução satisfatória. Sistemas de Apoio à Decisão

Análise de sensibilidade Os resultados dos modelos dependem das variáveis de entrada, que muitas vezes correspondem apenas a previsões com um determinado grau de incerteza. A análise de sensibilidade permite-nos analisar o impacto registado no resultado do modelo devido a uma mudança nas variáveis de entrada ou parâmetros do modelo. A análise de sensibilidade confere ao modelo flexibilidade e capacidade de adaptação à mudança das condições inicialmnte previstas, permitindo uma melhor compreensão do problema. Sistemas de Apoio à Decisão

Análise de sensibilidade - Tipos Automática - É fornecida com alguns modelos de decisão quantitativos, tais como os modelos de programação linear. Informa o decisor sobre o intervalo de variação de cada variável de entrada ou parâmetro que não produza nenhum impacto significativo na solução alcançada. Apenas é permitida que uma variável seja alterada de cada vez. Tentativa e erro - Consiste na alteração de algumas variáveis de entrada do modelo e na sua nova resolução. análise “what-if” que nos permite verificar o que acontece em determinada situação (pode ser uma avaliação de cenários) “goal seeking” que calcula os valores que as variáveis de entrada deverão registar para que se verifique um determinado resultado (ex: quantos empregados precisamos para acabar esta tarefa até amanhã?). Sistemas de Apoio à Decisão

Implementação Consiste em pôr em práctica a alternativa escolhida e na sua subsequente avaliação. Dado que o processo de decisão é um processo cíclico é importante saber avaliar o ponto de não retorno (da aviação). Durante a implementação da alternativa escolhida pode chegar-se à conclusão que esta alternativa não satisfaz devidamente o nosso objectivo e pode ser necessário regressar à fase de desenho ou selecção novamente. O ponto de não retorno é o ponto a partir do qual os custos de voltar atrás são maiores que os custos de seguir até ao fim. Sistemas de Apoio à Decisão

Tipos de decisão Estratégica Gestão Objectivos a médio prazo; Objectivos a longo prazo; Definição das políticas organizacionais; Problemas não-estruturados; Informação agregada proveniente de fontes externas. Gestão Objectivos a médio prazo; Alocação de recursos de acordo a estratégia definida. Operacional Objectivos a curto prazo; Controlo diário de tarefas e projectos; Problemas estruturados (embora possam ser complexos); Dados históricos precisos, detalhados e internos. Sistemas de Apoio à Decisão

Tomada de decisão/Resolução do problema Há quem considere todo o processo de decisão (as 4 fases) como a resolução do problema, sendo a fase de selecção (3) a tomada de decisão. Outros consideram que as 3 primeiras fases de processo de decisão constituem a tomada de decisão, que acaba com a produção de uma recomendação, e que a resolução do problema culmina com a implementação dessa recomendação na fase 4 do processo de decisão. Nós vamos usar os 2 termos indistintamente, embora saibamos que tomar uma decisão não significa obrigatoriamente resolver um problema. Sistemas de Apoio à Decisão

Sistemas de informação computorizados Transactions Processing Systems (TPS) Management Information Systems (MIS) Executive Information Systems (EIS) Expert Systems (ES) Decision Support Systems (DSS) Redes Neuronais Group Decision Support Systems (GDSS) Sistemas de Apoio à Decisão

Evolução do papel dos computadores na tomada de decisão Descrição Tempo Exemplos Cálculadoras; modelos estatísticos Cálculos, sumários Busca, organização, apresentação de informação relevante Sistemas de gestão de bases de dados; Interação com o utilizador facilitando a formulação e a execução das diferentes fases do processo de decisão   Visualização dos resultados; interfaces amigáveis; análise de sensibilidade Folhas de cálculo; modelos de investigação operacional; sistemas CAD; sistemas de apoio à decisão; sistemas periciais; sistemas de informação para executivos Decisões colaborativas; aprendizagem Sistemas de apoio à decisão em grupo; redes neuronais   Sistemas de Apoio à Decisão

Um pouco de história Durante anos, a capacidade de tomar boas decisões (não confundir uma boa decisão com a sorte de ter um bom resultado) foi considerada uma arte, um talento aperfeiçoado ao longo do tempo com a experiência. A criatividade, o julgamento, a intuição e a experiência dominavam o processo de decisão, não havendo métodos quantitativos e sistemáticos baseados no conhecimento científico. Sistemas de Apoio à Decisão

Um pouco de história Na era da informação é mais dificil tomar decisões, porque: há mais alternativas disponíveis entre as quais podemos decidir, mais informação a ter em conta (avanços tecnológicos); as consequências futuras das decisões são mais difíceis de prever devido ao aumento da incerteza (mercados internacionais, condições políticas); custos superiores dos erros devido à complexidade e magnitude das operações, ao automatismo, às reacções em cadeia provocadas por esse erro (Organizações maiores, maior complexidade estrutural) (Y2K). Sistemas de Apoio à Decisão

Um pouco de história Pelos motivos anteriores, o método de tentativa e erro não deve ser utilizado. Os gestores devem utilizar as ferramentas e técnicas que cada vez mais são postas à sua disposição para os ajudar a tomar as decisões mais apropriadas. Muitas desta técnicas usam métodos de análise quantitativa e fazem parte de uma disciplina chamada investigação operacional. Sistemas de Apoio à Decisão

Sistemas de Apoio à Decisão Definição "…interactive computer-based systems, which help decision makers utilize data and models to solve unstructured problems." Scott-Morton, 1970   "Decision support systems couple the intellectual resources of individuals with the capacities of the computer to improve the quality of decisions. It is a computer-based support system for management decision makers who deal with semi-structured problems." Keen and Scoot-Morton, 1978 Sistemas de Apoio à Decisão

Sistema de Apoio à Decisão Definição “A DSS is an interactive, flexible, and adaptable CBIS, specially developed for supporting the solution of a non-structured management problem for improved decision making. It utilizes data, it provides easy user interface, and it allows for the decision maker’s own insights.” DSS sometimes describes any computerized system used to support decision making. Sistemas de Apoio à Decisão

Sistema de Apoio à Decisão Definição “A DSS is an interactive, flexible, and adaptable CBIS, specially developed for supporting the solution of a non-structured management problem for improved decision making. It utilizes data, it provides easy user interface, and it allows for the decision maker’s own insights.” DSS sometimes describes any computerized system used to support decision making. Não existe nenhuma definição universalmente aceite para um sistema de apoio à decisão. Sistemas de Apoio à Decisão